KR20030005723A - 공기청정 가습기 - Google Patents

Abstract

공기와 가습수를 자동 정화하는 가습기에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 공기청정 가습기는, 유입구와 유출구를 가지는 몸체; 제 1배수구 및 제 2배수구를 가지는 상부가 개방된 물통; 물통의 물을 배출시키는 배수장치; 물통에 물을 공급하는 급수장치; 물을 펌핑하는 펌프; 분사공들이 형성된 영역이 물통 상부에 위치되도록 설치되는 물분사노즐; 물통과 물분사노즐 사이에 설치되는 물받침대; 분사공이 마련된 영역 상에 설치되는 엘리미네이터; 엘리미네이터 상에 설치되는 송풍기; 및, 유입구 및 유출구에 착탈 가능하게 각각 설치되는 필터들을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 간단한 내부 구조로 이루어진 자연식 가습으로 인해서 전원공급을 최소화하여 비용을 절감하고, 오염된 공기 및 공급되는 가습수를 급수장치 및 배수장치를 통하여 자동 정화함으로써, 항온 항습 뿐 아니라 실내 공기 청정을 유지하는데 크게 이바지하게 된다.

Description

공기청정 가습기{Air Cleaing Humidifier}

본 발명은 공기청정 가습기에 관한 것으로서, 특히, 공기와 가습수를 자동정화하는 공기청정 가습기에 관한 것이다.

일반적으로, 가습기는 실내공간으로 습기를 토출하여 인체에 적정한 습도를 유지시키기 위한 장치이다. 특히, 최근의 반도체 정밀 가공실, 세라믹 재료실, 제약실 및 섬유 제조 공장 등과 같은 청정 항온 항습실에는 적절한 가습기가 필요하다. 종래에 주로 사용되는 가습기로는 기화식 및 히터전극식을 이용한 가습기가 있다.

이하, 종래의 가습기에 사용되는 가습 방법을 설명한다.

종래의 기화식 가습기는 가습판, 가습판 상부에 위치된 살수기 및 송풍기로 이루어진다. 가습판은 가습기 내에 여러 장의 내수성 가습재를 적층하여 벌집형상으로 배치된 통공으로 이루어지고, 살수기는 가습판 상부에 설치되되 가습수를 공급하며, 송풍기는 가습기 내부에 설치되고 자신에게 설치된 팬(FAN)을 회전시켜 가습판으로 기류가 통과하게 한다. 이때, 가습은 살수기에 의하여 가습수가 가습판에 공급되고, 가습판을 거친 가습수가 송풍기의 송풍으로 내부에 공급되는 공기와 열교환하여 증발됨으로써 이루어진다. 여기서, 살수기와 송풍기를 제어하여 가습량을 조절할 수 있지만 공급되는 공기에 함유된 수분 양, 즉 실내의 상대습도에 따라 가습량이 달라진다. 따라서, 살수기와 송풍기로는 정확한 가습량을 조절하기는 어렵고, 먼지 및 냄새와 같은 오염물질을 포함하는 송풍기에서 제공되는 기류는 가습판를 통과하면서 가습판의 통공을 막아 정기적인 교환이 필요한 문제점이 있다.

종래의 히터전극식 가습기는 물탱크 및 히터전극들로 이루어진다. 물탱크에는 가습수가 채워지고, 히터전극은 각각 양극전극과 음극전극으로 이루어져서 전류를 공급한다. 이때, 가습은 히터전극들을 교류 통전시키면 물탱크 속의 가습수에 포함된 불순물들은 운동을 하게되고, 이러한 불순물들의 운동에너지가 열 교환되어 증기가 발생함으로써 이루어진다. 여기서, 히터전극은 물 속의 이물질들이 부착되어 오염되기 쉽고, 정기적인 교환이 필요하며, 히터전극에 직접적인 전류가 필요하므로 전력소비가 심한 문제점이 있다.

또한, 상술한 종래의 가습기들은 단순히 수분을 토출시키는 가습기능만을 수행하므로써 실내공기의 오염을 더욱 심화시키게 되는 요인이 되고, 오염된 실내공기를 청정시키기위해서는 별도의 공기청정기를 구비해야된다는 문제점 있다.

상기 요구되는 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 기술적 과제는 적절한 항온 항습을 유지하며, 실내 공기의 오염 물질을 정화하여 깨끗한 공기를 공급하는 공기청정 가습기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기청정 가습기를 설명하기 위한 개략도이고; 및

도 2a 내지 도 2c는 도 1에 의한 공기청정 가습기의 급수장치 및 배수장치를 설명하기 위한 개략도이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기청정 가습기는: 유입구와 유출구를 몸체; 상기 몸체의 내부에 설치되어, 외부로부터 공급된 물이 저장되고, 제 1배수구 및 제 2배수구를 가지는 상부가 개방된 물통; 상기 제 2배수구와 연결되도록 설치되어, 상기 물통의 물을 배출시키는 배수장치; 상기 물통에 물을 공급하는 급수장치; 상기 제 1배수구와 연결되도록 설치되어 상기 물통에 저장된 물을 펌핑하는 펌프; 자신의 소정영역에는 복수 개의 분사공이 마련되며, 자신의 일단은 상기 펌프의 토출측에 연결되고 상기 분사공들이 형성된 영역은 상기 물통 상부에 위치되도록 설치되는 물분사노즐; 상기 물분사노즐에서 분사된 물 중에서 하강되는 물이 상기 물통으로 유입되도록 상기 물통과 상기 물분사노즐 사이에 설치되는 물받침대; 상기 분사공이 마련된 영역 상에 설치되는 엘리미네이터; 상기 몸체 내부에서 발생한 수증기가 포함된 공기를 상기 유출구를 통하여 외부로 배출시키도록 상기 엘리미네이터 상에 설치되는 송풍기; 및 상기 유입구 및 상기 유출구에 착탈 가능하게 각각 설치되는 필터들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 배수장치는, 상기 물통의 상기 제2 배수구에 설치되는 솔레노이드밸브와; 상기 물통에 저장된 물의 오염도에 따라 외부에 별도로 구비된 전원과 상기 솔레노이드밸브를 선택적으로 통전시키는 도전율계로 이루어져도 좋고 또는, 타이머와; 상기 제 2배수구에 설치되어 상기 타이머에 의하여 주기적으로 개폐되는 배수밸브로 이루어져도 좋다.

나아가, 상기 급수장치는 상기 물통 수위의 변화에 의하여 작동되어도 좋고, 상기 급수장치와 상기 배수장치는 연동되어도 좋다.

더 나아가, 상대습도를 측정하며, 측정된 상기 상대습도에 따라 외부에 별도로 구비된 전원과 상기 펌프 및 송풍기를 선택적으로 통전시키는 습도계를 더 구비하여도 좋다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기청정 가습기를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 의한 공기청정 가습기의 급수장치 및 배수장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기청정 가습기는 몸체(100), 물통(200), 급수장치(미도시), 배수장치(미도시), 펌프(300), 물분사노즐(400), 물받침대(500), 엘리미네이터(600), 송풍기(700), 및 필터(810, 820)들로 이루어진다.

몸체(100)에는 본 발명의 공기청정 가습기가 설치된 실내의 공기가 유입되는 유입구(110)가 하부 측면에 마련되고, 공기청정 가습기가 설치된 실내로 수증기를 포함한 공기가 유출되는 유출구(120)가 상부 측면에 마련된다. 몸체 내부는 유입구를 통하여 공급된 공기와 별도로 공급된 물이 반응하여 무(霧)화되는 반응실 역할을 한다.

물통(200)은 상부가 개방되고 하부에는 제 1배수구(210) 및 제 2배수구(220)를 가지며, 몸체(100)내부에 설치된다. 물통(200)에는 급수장치를 통하여 상부로 공급된 물이 저장되고, 저장된 물을 제 1배수구(210) 및 제 2배수구(220)를 통하여 배출한다.

도 2a를 참조하면, 배수장치는 제 2배수구(220)에 설치된 배수용 솔레노이드밸브(920)와 도전율계(910)로 이루어진다. 도전율계(910)는 물통(200) 내부의 물의 오염도를 측정하는 도전율센서(911)와, 제어신호에 따라 접점이 접촉 또는 비접촉됨으로써 외부로부터 배수용 솔레노이드밸브(920)에 선택적으로 전류가 인가되도록 스위칭하는 릴레이(912)와, 도전율센서(911)에서 측정된 물의 오염도에 따라 릴레이(912)를 온/오프시키는 제어신호를 출력하는 마이컴(913)으로 이루어진다.

따라서, 도전율센서(911)에서 측정된 물의 오염도가 마이컴(913)에 미리 설정된 오염도보다 크게되면 마이컴(913)에서는 릴레이(912)를 온시키기 위한 신호를 발생시킨다. 릴레이(912)가 온되게되면 외부에 별도로 마련된 전원으로부터 배수용 솔레로이드밸브(920)로 전류가 인가됨으로써 배수용 솔레노이드밸브(920)가 열리게되어 물통(200) 내의 물이 배출된다.

배수용 솔레로이드밸브(920)를 통한 시간당 배수량과 급수장치를 통한 시간당 급수량이 같은 경우에 급수장치는, 배수용 솔레로이드밸브(920)를 구동시키는 도전율계(910)에 의하여 구동되는 급수용 솔레노이드밸브(930)로 하여도 좋다. 이 경우에는 도전율센서(911)가 물통(200)의 평상시 수위에 위치되도록 하는 것이 좋다. 따라서, 배수용 솔레노이드밸브(920)가 열리면 급수용 솔레노이드밸브(930)도 열리게 되어 물통(200)으로 물이 공급된다. 그리고, 오염된 물이 배출되고 깨끗한 물이 공급되어 물통(200) 내의 수위가 어느 일정 수위에 도달하면, 도전율계(910)의 릴레이(912)가 오프되어 전류의 공급이 차단되고 배수용 및 급수용 솔레노이드밸브(920, 930)가 닫히게 된다.

도 2b를 참조하면, 급수장치 및 배수장치의 다른 예로서, 가습기가 일정시간 가동하면 타이머(940)에 의해 자동으로 개폐되는 배수밸브(950)를 물통의 제 2배수구에 설치하고, 타이머(940)에 의해 역시 열림으로써 물통에 물을 공급하고, 일정한 시간이 흐른뒤에 자동으로 닫히는 급수밸브(960)를 설치하여도 좋다.

한편, 도 2a 및 도 2b에 의하여 배수장치와 급수장치가 연동되는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

도 2c를 참조하면, 배수장치는 상술한 도 2b와 같이 타이머(940)에 반응하는 배수밸브(950)로 구성하였지만, 급수장치는 물통 내의 수위에 의하여 자동으로 개폐되는 급수밸브(970)를 이용하여도 좋다.

도 2a와 같이 배수밸브를 도전율계에 의하여 작동되는 솔레노이드밸브로 구성한 경우에도 급수장치를 도 2c와 같이 할 수 있다.

또한, 물통에 미생물이나 박테리아가 서식하지 못하도록 세정 및 살균장치를 더 구비하여도 좋다.

다시 도 1을 참조하면, 펌프(300)는 유입측을 제 1배수구(210)와 연결하여 물통의 저장된 물을 펌핑한다. 물분사노즐(400)은 그 일단이 펌프(300)의 토출측에 연결되고, 다른 일단은 막아서 물의 흐름을 차단하며, 소정영역에는 복수 개의 분사공(410)이 마련된다. 분사공(410)들이 형성된 영역이 물통 상부에 위치되고, 펌프(300)에 의하여 펌핑된 물이 몸체(100) 내부, 특히 물통(200) 상부의 일정한 영역에 분사되도록(이하, 분사영역이라 한다.) 물분사노즐(400)이 설치된다. 이때, 분사공(410)을 통하여 분사되는 물입자는 매우 작아서 몸체의 유입구(110)를 통하여 유입된 공기와 물통(200) 상부에서 열교환이 이루어짐으로써, 무화된다. 여기서, 무화란 아직 완전히 기화되지 못하고 미립자상태의 물 입자와 완전히 기화된 상태의 수증기 입자가 혼합된 안개 상태를 말한다.

물받침대(500)는 분사공(410)들이 설치되는 영역과 물통(200) 사이에 설치되어, 분사영역에서 무화되지 못하고 물분자의 입자가 커서 밑으로 떨어지는 물과 무화된 물입자에 포함되어 있는 기체처럼 보이는 미립자상태의 액체 입자들이 응집되어 밑으로 떨어지는 물, 즉 하강하는 물이 물통(200)의 개방된 상부로 유입되도록 한다. 이때, 하강하는 물은 유입되어 상승하는 공기에 포함된 오염물을 흡착하여 공기를 정화하는 역할을 한다.

한편, 물받침대(500)가 분사공(410)들이 설치되는 영역과 물통(200)사이에위치되므로 외부로부터 유입된 공기와 물입자의 열교환으로 일어나는 무화현상은 물받침대(500) 상부에서 일어나게 된다. 그런데, 외부로부터 유입된 공기는 후술되는 송풍기(700)의 송풍력으로 물받침대(500)와 몸체(100)의 측벽 사이의 공간을 통하여 분사공(410)들이 위치된 영역으로 강제 유입되게 된다. 따라서, 물받침대(500)와 몸체(100)의 측벽 사이의 공간이 작아지도록 물받침대(500)를 설치하면 공기가 그 공간을 통과하는 순간 압력이 증가하게 되고, 공기의 유속이 빨라지게 되어 무화를 촉진시키게 된다.

그리고, 상부에서 떨어지는 물이 물받침대(500)과 충돌시 소음이 발생되는 것을 방지하기 위하여 물받침대(500) 상면에는 스폰지 등으로 된 방음판(510)을 설치하는 것이 바람직하다.

엘리미네이터(600)는 분사공(410)들이 설치되는 영역 상에 설치되어, 분사된 물과 유입된 공기의 열교환으로 발생된 무화된 물입자 중에서 완전히 기화된 기체 입자, 즉 수증기 및 유입된 공기는 통과시키지만, 무화된 물입자에 포함된 미립자 상태의 액체입자 중에서 위로 상승한 액체입자를 걸러내는 역할을 수행한다. 따라서, 엘리미네이터(600)는 무화된 물입자 중에서 미립자 상태의 액체입자가 그대로 실내로 유출됨으로써, 미립자 상태의 물이 재응결되어 벽면을 타고 흐르거나 물속의 칼슘 및 마그네슘이 말라붙어 하얗게 되는 백분현상을 미리 방지하게 된다.

송풍기(700)는 엘리미네이터 상부에 설치되며, 몸체 내부의 수증기가 포함된 공기를 유출구(120)를 통하여 외부로 유출시킨다. 이때, 송풍기(700)의 송풍력은 유입구(110)에도 미쳐서 외부로부터 모체 내부로 공기가 원활히 유입되게 함으로써, 분사된 물과 공기의 열교환 반응을 촉진시킨다.

필터(810, 820)들은 각각 유입구(110) 및 유출구(120)의 측에 착탈 가능하도록 설치되어 유입구(110)로 들어오는 실내 공기의 오염물질을 걸러내며, 유출구(120)로 유출되는 몸체 내의 습한 공기에 함유된 오염 물질을 걸러내어 공기를 정화시킨다.

한편, 실내의 습도를 일정하게 유지하기 위해서 펌프(300)와 송풍기(700)는 별도로 구비된 습도계에 의하여 연동된다. 습도계는 가습기가 설치된 실내의 상대습도를 측정하는 습도센서와, 제어신호에 따라 접점이 접촉 또는 비접촉됨으로써 외부로부터 펌프(300) 및 송풍기(700)에 선택적으로 전류가 인가되도록 스위칭하는 릴레이와, 습도센서에서 측정된 상대습도에 따라 릴레이를 온/오프시키는 제어신호를 출력하는 마이컴으로 이루어진다.

따라서, 습도센서에서 측정된 상대습도가 마이컴에 미리 설정된 상대습도보다 낮아지면 마이컴에서는 릴레이를 온시키기 위한 신호를 발생시킨다. 릴레이가 온되게되면 외부에 별도로 마련된 전원으로부터 펌프(300) 및 송풍기(700)에 전류가 인가됨으로써 펌프(300)와 송풍기(700)가 작동하게 된다.

계속해서, 본 발명의 공기청정 가습기의 작동원리를 설명한다.

가습기가 설치된 실내의 상대습도에 따라 습도계의 릴레이가 온되게 되면 펌프(300)와 송풍기(700)가 연동된다. 따라서, 송풍기(700)의 송풍력으로 필터(810)가 부착된 유입구(110)를 통해 외부의 공기가 유입되고, 펌프(300)의 작동으로 물통(200)의 물이 제 1배수구(210)를 통하여 물분사노즐(400)을 통하여 분사된다. 그리고, 유입된 공기와 분사된 물이 분사영역에서 만나 열교환되어 물이 무화된다. 이때, 무화되지 못한 물은 물받침대(500)를 통해 물통으로 떨어지고, 무화된 물에 포함된 미립자 상태의 액체입자는 엘리미네이터(600)를 통과하지 못하고 물통(200)으로 떨어지며, 완전히 기체화된 수증기 입자와 공기만이 유출구(120)의 필터(820)에서 다시 오염물질이 제거된 후 외부로 유출된다.

한편, 물통(200)에서는 급수장치와 배수장치에 의하여 자동으로 오염된 물이 물통(200)으로부터 배출되고 새로운 물이 물통(200) 내에 공급된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 공기청정 가습기에 의하면, 간단한 내부 구조로 이루어진 자연식 가습으로 인해서 전원공급을 최소화하여 비용을 절감하고, 오염된 공기 및 공급되는 가습수를 급수장치 및 배수장치를 통하여 자동 정화함으로써, 항온 항습 뿐 아니라 실내 공기 청정을 유지하는데 크게 이바지하게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (7)

1. 유입구와, 유출구를 가지는 몸체;

   상기 몸체의 내부에 설치되어, 외부로부터 공급된 물이 저장되고, 제 1배수구 및 제 2배수구를 가지는 상부가 개방된 물통;

   상기 제 2배수구와 연결되도록 설치되어, 상기 물통의 물을 배출시키는 배수장치;

   상기 물통에 물을 공급하는 급수장치;

   상기 제 1배수구와 연결되도록 설치되어 상기 물통에 저장된 물을 펌핑하는 펌프;

   자신의 소정영역에는 복수 개의 분사공이 마련되며, 자신의 일단은 상기 펌프의 토출측에 연결되고 상기 분사공들이 형성된 영역은 상기 물통 상부에 위치되도록 설치되는 물분사노즐;

   상기 물분사노즐에서 분사된 물 중에서 하강되는 물이 상기 물통으로 유입되도록 상기 물통과 상기 물분사노즐 사이에 설치되는 물받침대;

   상기 분사공이 마련된 영역 상에 설치되는 엘리미네이터;

   상기 몸체 내부에서 발생한 수증기가 포함된 공기를 상기 유출구를 통하여 외부로 배출시키도록 상기 엘리미네이터 상에 설치되는 송풍기; 및

   상기 유입구 및 상기 유출구에 착탈 가능하게 각각 설치되는 필터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 배수장치는, 상기 물통의 상기 제2 배수구에 설치되는 솔레노이드밸브와; 상기 물통에 저장된 물의 오염도에 따라 외부에 별도로 구비된 전원과 상기 솔레노이드밸브를 선택적으로 통전시키는 도전율계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 배수장치는, 타이머와; 상기 제 2배수구에 설치되어 상기 타이머에 의하여 주기적으로 개폐되는 배수밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급수장치는 상기 물통 수위의 변화에 의하여 작동되는 급수밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급수장치와 상기 배수장치는 연동되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
6. 제 1항에 있어서, 상대습도를 측정하며, 측정된 상기 상대습도에 따라 외부에 별도로 구비된 전원과 상기 펌프 및 송풍기를 선택적으로 통전시키는 습도계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 물받침대의 상면은 방음판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 가습기.